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2017/8/23 11:01

Vicor发布两款合封电源器件:打通负载点与XPU之间的“最后一英寸”

C114中国通信网  乐思

C114讯 8月23日消息(乐思)在昨日召开的“2017开放数据中心峰会”上,Vicor推出了两款最新的合封电源器件:MCM3208S59Z01A6C00 模块化电流倍增器 (MCM) 和 MCD3509S60E59D0C01 模块化电流驱动器 (MCD)。据介绍,Vicor 合封电源方案不仅可以减少 XPU 插座的引脚数,还可减少从主板向 XPU 提电相关的损耗,从而可增大电流供给,实现最大的 XPU 性能。

此方案可提供多个 MCM 可并列工作的环境,提高电流容量。MCM 具有小型(32 毫米 x 8 毫米 x 2.75 毫米)封装和极低噪音特性,非常适合与噪音敏感型高性能 ASIC、GPU 和 CPU 共同封装。这些器件工作温度为 -40°C 至 +125°C,是合封电源方案产品系列的首批产品。

现阶段,在人工智能和视频渲染等更高级数据处理不断增长需求的推动下,功耗更大的CPU、GPU、FPGA、ASIC或者“XPU”正陆续用于数据中心。这些高性能的XPU在稳态功耗下就需要百安培的电流,其峰值将更大。随着 XPU 电流的增加,负载点与 XPU 之间的“最后一英寸”(包括主板PCB以及 XPU 插座内的互联)已成为限制 XPU 性能和总体系统效率的一个因素。需要用新思维、新方法重新审视XPU的供电架构。

但是基于对大电流直接供电模式下的成本考虑,大部分XPU将其25%的引脚用于电源输入,而在XPU的流耗为200A、300A甚至更高水平时,这一数字还将继续增加。Vicor通过对XPU封装供电。为XPU插座直接提供48V电压,可最大限度较少电源供电所需引脚数;同时4A与200A相比,电流降低了98%。可以极大减少XPU所需的电源引脚数。

目前,Vicor的电流倍增器已经被大规模用于从48V直接为XPU供电的主板中,最新的合封装模块化电流倍增器 (MCM) 将与XPU内核一道封装在 XPU基板中,可进一步展现出 Vicor 分比式电源架构在转换效率、功率密度以及电源带宽诸方面的优势。合封在 XPU 基板(位于 XPU 封装盖下或其侧面)上的电流倍增器 MCM 由来自基板外的模块化电流驱动器 (MCD)驱动,实现电流倍增,如1:64的电流倍增。MCD置于主板上,支持高带宽和低噪声,不仅可驱动 MCM实现电流倍增,而且还可为 XPU 提供精准电压调节。当前推出的合封解决方案包含两个 MCM 和一个 MCD,可为 XPU 提供高达 320A 的稳态电流,峰值电流更可高达 640A。采用正弦幅值变换器的MCM由于采用零电压零电流软开关技术,实现业界最低的噪声水平。

据悉,MCM 将直接合封在 XPU的基板上,XPU所需的电流直接由 MCM 提供,而不需要通过 XPU的 插座引脚。而且由于 MCD 驱动与倍增器 MCM之间 的电流很小,XPU基板所需的90% 的电源引脚都可用作其他用途,用以提高系统性能,例如扩展I/O 功能性等。与此同时,由于MCD和MCM之间的电流极大减少,它们之间的互连导通损耗将降低达 10 倍。其它优势还包括简化主板设计以及 XPU 动态响应所需的储能电容大幅减少。

据Vicor相关负责人介绍,XPU封装供电有三点好处,一是消除PCB和封装的各种阻抗因素;二是提高电流供给以及瞬态性能。三是较少专门用户电源供电的封装引脚数。同时,并不会造成破坏封装的空间和大小,引起其他噪声以及EMI问题,同时增加了XPU基底的复杂度。

也就是说,通过对XPU封装的供电,能让XPU以最大潜能运行,消除PCB和封装的各种阻碍因素,提高电路提供以及瞬态性能;较少所需的输出电容,释放PCB空间。释放90%以上的电源专用引脚。缩短供电传输网络补偿设计所需的时间。

据悉, 在过去 10 年间,Vicor 一直是 48V 直接 为XPU供电方案的领导者。在提高电源系统密度和成本效益的同时,平均每隔两年便可将损耗降低 25%。昨日推出Vicor 合封电源方案解决了传统“最后一英寸”给 XPU 性能带来的障碍,不仅可提高性能,简化主板设计,而且还可帮助 XPU 实现以前根本无法实现的性能,助力人工智能的发展。

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